KR20120025323A - Display device having touch sensor and method for driving the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A display device and a method thereof having a touch sensor are provided to reduce noise influence by driving a touch sensor from a display device. CONSTITUTION: A timing controller(11) controls the driving timing of a panel driving unit. A touch sensor(14) is integrated to be attached to a display panel. A touch controller(20) drives the touch sensor through a synchronization signal which is outputted from the timing controller. The touch controller outputs a touch coordinate from an output signal of the touch sensor.

Description

터치 센서를 갖는 표시 장치 및 그 방법{DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH SENSOR AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH SENSOR AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본원 발명은 터치 센서를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 특히 표시 장치로부터의 노이즈 영향을 감소시켜서 터치 에러를 최소화할 수 있는 터치 센서를 갖는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device having a touch sensor, and more particularly, to a display device having a touch sensor capable of minimizing a touch error by reducing noise effects from the display device and a driving method thereof.

오늘날 각종 표시 장치의 화면상에서 터치로 정보 입력이 가능한 터치 센서가 컴퓨터 시스템의 정보 입력 장치로 널리 적용되고 있다. 터치 센서는 사용자가 손가락 또는 스타일러스를 통해 화면을 단순히 터치하여 표시 정보를 이동시키거나 선택하므로, 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있다. Today, touch sensors capable of inputting information by touch on screens of various display devices are widely applied as information input devices of computer systems. Since the touch sensor moves or selects display information by simply touching the screen with a finger or a stylus, it can be easily used by anyone of all ages.

터치 센서는 표시 장치 화면상에서 발생된 터치 및 터치 위치를 감지하여 터치 정보를 출력하고, 컴퓨터 시스템은 터치 정보를 분석하여 명령을 수행한다. 표시 장치로는 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 발광 다이오드 표시 장치 등과 같은 평판 표시 장치가 주로 이용된다. The touch sensor detects the touch and the touch position generated on the display device screen to output touch information, and the computer system analyzes the touch information to perform a command. As the display device, a flat panel display device such as a liquid crystal display device, a plasma display panel, an organic light emitting diode display device, or the like is mainly used.

터치 센서 기술로는 센싱 원리에 따라 저항막 방식, 커패시티브(Capacitive) 방식, 광학 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 전자기 방식 등이 존재한다. 이들 중 저항막 방식과 정전 용량 방식은 제조 비용면에서 유리하여 널리 이용되고 있다. Touch sensor technology includes a resistive film method, a capacitive method, an optical method, an infrared method, an ultrasonic method, and an electromagnetic method according to a sensing principle. Among these, the resistive film type and the capacitive type are widely used in view of manufacturing cost.

저항막 방식 터치 센서는 터치압에 의해 상하부 저항막(투명 도전막)이 컨택하여 발생되는 전압 변화를 감지하여 터치를 인식한다. 그러나, 저항막 방식 터치 센서는 터치압으로 인하여 터치 센서이나 표시 장치가 쉽게 손상되고, 저항막 사이 공기층의 광 산란 효과로 투과율이 낮은 단점이 있다. The resistive touch sensor senses a change in voltage generated by contact of the upper and lower resistive films (transparent conductive films) by touch pressure to recognize a touch. However, the resistive touch sensor has a disadvantage in that the touch pressure and the display device are easily damaged due to the touch pressure, and the transmittance is low due to the light scattering effect of the air layer between the resistive layers.

저항막 방식의 단점을 보완할 수 있는 커패시티브 방식의 터치 센서는 인체나 스타일러스와 같은 도전체가 터치할 때 소량의 전하가 터치점으로 이동하여 발생되는 커패시턴스의 변화를 감지하여 터치를 인식한다. 커패시티브 터치 센서는 강화 유리를 사용할 수 있어 내구성이 강하고, 투과율이 높을 뿐만 아니라 터치 센싱 능력이 우수하며 멀티 터치가 가능하여 주목받고 있다.The capacitive touch sensor, which can compensate for the disadvantages of the resistive film, senses a touch by detecting a change in capacitance caused by a small amount of charge moving to a touch point when a human body or a conductor such as a stylus touches the touch. Capacitive touch sensors are attracting attention because they can use tempered glass, which is not only durable, high transmittance, excellent touch sensing capability, and multi-touch.

일반적으로, 터치 센서는 패널 형태로 제작되어서 표시 장치의 상부에 부착되어 터치 입력 기능을 수행한다. 그러나, 터치 센서가 부착된 표시 장치에서는 표시 장치로부터 발생되는 노이즈 성분으로 인하여 터치 센서가 오동작하는 문제점이 있다. In general, the touch sensor is manufactured in the form of a panel and attached to an upper portion of the display device to perform a touch input function. However, in the display device with a touch sensor, there is a problem that the touch sensor malfunctions due to the noise component generated from the display device.

한편, 표시 장치로 액정 표시 장치를 이용하는 경우 액정 표시 장치는 수직 전계를 이용하는 TN(Twisted Nematic) 모드 또는 VA(Vertical Alignment) 모드와, 수평 전계를 이용하는 IPS(In-Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드로 대별된다. 수직 전계를 이용하는 TN 또는 VA 모드는 액정 표시 장치의 상부 기판에 공통 전극이 전면적으로 형성되어서 액정 표시 장치로부터의 노이즈를 차단하는 역할을 한다. 반면에, 수평 전계를 이용하는 IPS 또는 FFS 모드는 공통 전극이 화소 전극과 함께 하부 기판에 형성됨에 따라 액정 표시 장치로부터의 노이즈가 터치 센서로 유입되는 것을 차단하기 어려운 문제점이 있다.On the other hand, when the liquid crystal display device is used as a display device, the liquid crystal display device may have a twisted nematic (TN) mode or a vertical alignment (VA) mode using a vertical electric field, an in-plane switching (IPS) mode or a fres (FFS) using a horizontal electric field. Field switching mode). In the TN or VA mode using the vertical electric field, the common electrode is formed on the entire upper surface of the liquid crystal display to block noise from the liquid crystal display. On the other hand, the IPS or FFS mode using a horizontal electric field has a problem that it is difficult to block noise from the liquid crystal display from flowing into the touch sensor as the common electrode is formed on the lower substrate together with the pixel electrode.

본원 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본원 발명이 해결하려는 과제는 표시 장치로부터의 노이즈 성분이 작은 구간에 터치 센서를 구동함으로써 노이즈 영향을 감소시켜서 터치 에러를 최소화할 수 있는 터치 센서를 갖는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, the problem to be solved by the present invention is to reduce the impact of noise by driving the touch sensor in a section of the low noise component from the display device to minimize the touch error A display device having a touch sensor and a driving method thereof are provided.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본원 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치는 표시 패널과; 상기 표시 패널을 구동하는 패널 구동부와; 상기 패널 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와; 상기 표시 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서와; 상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 적어도 하나의 동기 신호를 이용하여 상기 표시 패널에서 노이즈가 주기적으로 발생되는 구간을 제외한 비노이즈 구간에서 상기 터치 센서를 구동하고, 상기 터치 센서의 출력 신호로부터 터치 좌표값을 산출하여 출력하는 터치 컨트롤러를 구비한다.In order to solve the above problems, a display device having a touch sensor according to an embodiment of the present invention includes a display panel; A panel driver which drives the display panel; A timing controller controlling driving timing of the panel driver; A touch sensor attached to or integrated with the display panel; The touch sensor is driven in a non-noise section except for a section in which noise is periodically generated in the display panel using at least one sync signal output from the timing controller, and calculates touch coordinate values from an output signal of the touch sensor. And a touch controller for outputting.

상기 터치 컨트롤러는 상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하여 출력하는 리드아웃 회로와; 상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 게이트 출력 이네이블 신호 중 적어도 하나를 입력하여 출력하는 동기 신호 입력부와; 상기 동기 신호 입력부로부터 출력되는 동기 신호를 카운트하여 그 동기 신호를 기준으로 상기 노이즈가 주기적으로 발생되는 구간을 검출하여 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 노이즈 판단부와; 상기 리드아웃 회로로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 상기 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 노이즈 판단부로부터의 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 신호 프로세서를 구비한다.The touch controller may include a readout circuit configured to generate and output sensing data from an output signal of the touch sensor; A synchronization signal input unit configured to input and output at least one of a vertical synchronization signal, a horizontal synchronization signal, and a gate output enable signal output from the timing controller; A noise determination unit which counts the synchronization signal output from the synchronization signal input unit, detects a section in which the noise is periodically generated based on the synchronization signal, and outputs a noise determination signal indicating a noise section and a non-noise section; A signal that calculates and outputs the touch coordinate value by using the sensing data output from the readout circuit and drives the touch sensor for each periodic non-noise period based on a noise determination signal from the noise determination unit. It has a processor.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치는 표시 패널과; 상기 표시 패널을 구동하는 패널 구동부와; 상기 패널 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와; 상기 표시 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서와; 상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하고, 그 센싱 데이터로부터 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 센싱 데이터에 포함된 노이즈 성분에 기초하여 주기적인 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에 상기 터치 센서를 구동하는 터치 컨트롤러를 구비한다.A display device having a touch sensor according to another embodiment of the present invention is a display panel; A panel driver which drives the display panel; A timing controller controlling driving timing of the panel driver; A touch sensor attached to or integrated with the display panel; The sensing data is generated from the output signal of the touch sensor, the touch coordinate value is calculated and output from the sensing data, and the non-noise interval is excluded based on the noise component included in the sensing data. And a touch controller for driving the touch sensor.

상기 터치 컨트롤러는 상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하여 출력하는 리드아웃 회로와; 상기 리드아웃 회로로부터 출력되는 센싱 데이터에 포함된 노이즈 성분을 검출하여 노이즈 검출 신호를 출력하는 노이즈 필터와; 상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 적어도 하나의 동기 신호를 이용하여, 상기 노이즈 필터로부터 출력되는 노이즈 검출 신호가 주기적인지를 판단하고, 주기적인 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 노이즈 판단부와; 상기 리드아웃 회로로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 상기 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 노이즈 판단부로부터의 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 신호 프로세서를 구비한다.The touch controller may include a readout circuit configured to generate and output sensing data from an output signal of the touch sensor; A noise filter which detects a noise component included in sensing data output from the readout circuit and outputs a noise detection signal; Noise determination that determines whether the noise detection signal output from the noise filter is periodic by using at least one synchronization signal output from the timing controller, and outputs a noise determination signal indicative of a periodic noise section and a non-noise section. Wealth; A signal that calculates and outputs the touch coordinate value by using the sensing data output from the readout circuit and drives the touch sensor for each periodic non-noise period based on a noise determination signal from the noise determination unit. It has a processor.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치는 표시 패널과; 상기 표시 패널을 구동하는 패널 구동부와; 공통 전압을 생성하여 상기 표시 패널로 공급하는 공통 전압 발생부와; 상기 패널 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와; 상기 표시 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서와; 상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하고, 그 센싱 데이터로부터 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 표시 패널로부터 상기 공통 전압 발생부를 경유하여 피드백되는 공통 전압의 노이즈 성분에 기초하여 주기적인 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에 상기 터치 센서를 구동하는 터치 컨트롤러를 구비한다.In another embodiment, a display device including a touch sensor includes: a display panel; A panel driver which drives the display panel; A common voltage generator configured to generate a common voltage and supply the common voltage to the display panel; A timing controller controlling driving timing of the panel driver; A touch sensor attached to or integrated with the display panel; Sensing data is generated from an output signal of the touch sensor, a touch coordinate value is calculated and output from the sensing data, and a period is based on a noise component of a common voltage fed back from the display panel via the common voltage generator. The touch controller may be configured to drive the touch sensor in a non-noise section except for a noise section.

상기 터치 컨트롤러는 상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하여 출력하는 리드아웃 회로와; 상기 공통 전압 발생부로부터 피드백되는 공통 전압으로부터 노이즈 성분을 검출하고, 그 노이즈 검출 신호에 따라 주기적인 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 노이즈 판단부와; 상기 리드아웃 회로로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 상기 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 노이즈 판단부로부터의 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 신호 프로세서를 구비한다.The touch controller may include a readout circuit configured to generate and output sensing data from an output signal of the touch sensor; A noise determining unit detecting a noise component from the common voltage fed back from the common voltage generating unit, and outputting a noise determination signal indicating a periodic noise section and a non-noise section according to the noise detection signal; A signal that calculates and outputs the touch coordinate value by using the sensing data output from the readout circuit and drives the touch sensor for each periodic non-noise period based on a noise determination signal from the noise determination unit. It has a processor.

상기 주기적인 노이즈 구간은 상기 표시 패널의 해상도 또는 동작 온도에 따라 가변될 수 있다.The periodic noise period may vary according to the resolution or operating temperature of the display panel.

본 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 방법은 표시 패널을 구동하는 단계와; 상기 표시 패널의 구동 타이밍을 제어하는 적어도 하나의 동기 신호를 이용하여 상기 표시 패널에서 노이즈가 주기적으로 발생되는 구간을 제외한 비노이즈 구간에서 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함한다.A method of driving a display device having a touch sensor according to an embodiment of the present invention includes driving a display panel; Driving the touch sensor in a non-noise period except for a period in which noise is periodically generated in the display panel by using at least one synchronization signal for controlling driving timing of the display panel.

상기 터치 센서를 구동하는 단계는 상기 표시 패널의 구동 타이밍을 제어하기 위한 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 게이트 출력 이네이블 신호 중 적어도 하나의 동기 신호를 입력하는 단계와; 상기 적어도 하나의 동기 신호를 카운트하여 그 동기 신호를 기준으로 상기 노이즈가 주기적으로 발생되는 구간을 검출하여 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 단계와; 상기 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함한다.The driving of the touch sensor may include inputting at least one synchronization signal among a vertical synchronization signal, a horizontal synchronization signal, and a gate output enable signal for controlling driving timing of the display panel; Counting the at least one sync signal, detecting a section in which the noise is periodically generated based on the sync signal, and outputting a noise determination signal indicating a noise section and a non-noise section; Driving the touch sensor at every periodic period of the non-noise based on the noise determination signal.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 방법은 표시 패널을 구동하는 단계와; 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하고, 그 센싱 데이터에 포함된 노이즈 성분에 기초하여 주기적인 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함한다.A driving method of a display device having a touch sensor according to another embodiment of the present invention includes driving a display panel; Generating sensing data from an output signal of the touch sensor, and driving the touch sensor in a non-noise section except for a periodic noise section based on a noise component included in the sensing data.

상기 터치 센서를 구동하는 단계는 상기 센싱 데이터에 포함된 노이즈 성분을 검출하여 노이즈 검출 신호를 출력하는 단계와; 상기 표시 패널의 구동 타이밍을 제어하기 위한 적어도 하나의 동기 신호를 이용하여, 상기 노이즈 검출 신호가 주기적인지를 판단하고, 주기적인 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 단계와; 상기 노이즈 판단부로부터의 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함한다.The driving of the touch sensor may include detecting a noise component included in the sensing data and outputting a noise detection signal; Determining whether the noise detection signal is periodic by using at least one synchronization signal for controlling the driving timing of the display panel, and outputting a noise determination signal indicating a periodic noise period and a non-noise period; Driving the touch sensor at each periodic period of the non-noise based on the noise determination signal from the noise determination unit.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 방법은 표시 패널을 구동하는 단계와; 공통 전압을 생성하여 상기 표시 패널로 공급하는 단계와; 상기 표시 패널로부터 피드백되는 공통 전압의 노이즈 성분에 기초하여 주기적인 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함한다.A driving method of a display device having a touch sensor according to another embodiment of the present invention includes driving a display panel; Generating a common voltage and supplying the common voltage to the display panel; Driving the touch sensor in a non-noise period except a periodic noise period based on a noise component of a common voltage fed back from the display panel.

상기 터치 센서를 구동하는 단계는 상기 피드백되는 공통 전압으로부터 노이즈 성분을 검출하고, 그 노이즈 검출 신호에 따라 주기적인 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 단계와; 상기 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함한다.The driving of the touch sensor may include detecting a noise component from the fed back common voltage, and outputting a noise determination signal indicating a periodic noise section and a non-noise section according to the noise detection signal; Driving the touch sensor at every periodic period of the non-noise based on the noise determination signal.

본원 발명에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치 및 그 구동 방법은 표시 장치의 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 적어도 하나의 동기 신호(수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 게이트 이네이블 신호)를 이용하여 표시 패널에서 주기적으로 발생되는 노이즈 구간을 감지하고, 그 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에서 터치 센서를 구동함으로써 표시 패널의 노이즈 영향을 감소시킬 수 있다.A display device having a touch sensor and a driving method thereof according to the present invention periodically use at least one synchronization signal (vertical synchronization signal, horizontal synchronization signal, gate enable signal) output from a timing controller of the display device in a display panel. By detecting the generated noise section and driving the touch sensor in the non-noise section except for the noise section, the noise influence of the display panel may be reduced.

또한, 본원 발명에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치 및 그 구동 방법은 액정 표시 패널로부터 피드백되는 공통 전압 신호를 이용하여 표시 패널에서 주기적으로 발생되는 노이즈 구간을 감지하고, 그 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에서 터치 센서를 구동함으로써 표시 패널의 노이즈 영향을 감소시킬 수 있다.In addition, a display device having a touch sensor and a driving method thereof according to the present invention detect a noise section periodically generated in the display panel by using a common voltage signal fed back from the liquid crystal display panel, and generate a non-noise section except for the noise section. The influence of noise on the display panel may be reduced by driving the touch sensor at.

이에 따라, 본원 발명에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치 및 그 구동 방법은 표시 패널의 노이즈 영향을 감소시켜서 터치 컨트롤러로 유입되는 노이즈 성분을 감소킴으로써 신호 대 노이즈 비율이 증가함으로써 센싱 감도를 향상시킬 수 있다. Accordingly, the display device having the touch sensor and the driving method thereof according to the present invention can reduce the noise effect of the display panel to reduce the noise component flowing into the touch controller, thereby increasing the sensitivity of the signal by increasing the signal-to-noise ratio. have.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 터치 센서의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 표시 패널의 구동 파형도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 표시 패널의 노이즈 성분을 나타낸 파형도이다.
도 5는 본원 발명의 실시예에 따른 터치 센서의 구동 파형도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 터치 컨트롤러의 한 실시예를 나타낸 내부 블록도이다.
도 7은 도 1에 나타낸 터치 컨트롤러의 다른 실시예를 나타낸 내부 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 터치 컨트롤러의 구동 파형도이다.
도 10은 도 8에 나타낸 터치 컨트롤러의 내부 블록도이다.
도 11a 및 도 11b는 종래와 본원 발명의 신호 레벨 및 노이즈 레벨을 대비하여 나타낸 도면이다.
1 is a block diagram schematically illustrating a driving device of a display device having a touch sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the touch sensor illustrated in FIG. 1.
3 is a driving waveform diagram of the display panel illustrated in FIG. 1.
4 is a waveform diagram illustrating a noise component of the display panel illustrated in FIG. 1.
5 is a driving waveform diagram of a touch sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an internal block diagram illustrating an embodiment of the touch controller shown in FIG. 1.
FIG. 7 is an internal block diagram illustrating another embodiment of the touch controller shown in FIG. 1.
8 is a block diagram schematically illustrating a driving device of a display device having a touch sensor according to another exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a driving waveform diagram of the touch controller shown in FIG. 8.
FIG. 10 is an internal block diagram of the touch controller shown in FIG. 8.
11A and 11B show contrasts between signal levels and noise levels of the prior art and the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a driving device of a display device having a touch sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 장치는 터치 센서(14)를 구동하는 터치 컨트롤러(20)와, 표시 패널(10)을 구동하는 데이터 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(13)와, 데이터 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(13)를 포함한 패널 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러(11)를 구비한다. 여기서, 터치 컨트롤러(20)는 타이밍 컨트롤러(11)에 내장되어 하나의 집적 회로로 집적화될 수 있다.1 includes a touch controller 20 for driving the touch sensor 14, a data driver 12 and a gate driver 13 for driving the display panel 10, A timing controller 11 for controlling the panel driver including the data driver 12 and the gate driver 13 is provided. Here, the touch controller 20 may be embedded in the timing controller 11 and integrated into one integrated circuit.

표시 패널(10)로는 액정 표시 패널(이하, 액정 패널), 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 발광 다이오드 표시 패널과 같은 평판 표시 패널이 주로 이용될 수 있다. 이하에서는 액정 패널예로 들어 설명하기로 한다. 표시 패널(10)로 액정 패널이 이용되는 경우, 표시 패널(10)은 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판과, 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판 사이의 액정층과, 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판의 외측면에 각각 부착된 편광판을 구비한다. 표시 패널(10)은 다수의 화소들이 배열된 화소 매트릭스를 통해 영상을 표시한다. 각 화소는 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 적, 녹, 청 서브화소의 조합으로 원하는 색을 구현한다. 각 서브화소는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT), 박막 트랜지스터(TFT)와 병렬 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 충전하고 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 안정적으로 유지시킨다. As the display panel 10, a flat panel display panel such as a liquid crystal display panel (hereinafter, referred to as a liquid crystal panel), a plasma display panel, and an organic light emitting diode display panel may be mainly used. Hereinafter, the liquid crystal panel will be described as an example. When a liquid crystal panel is used as the display panel 10, the display panel 10 includes a color filter substrate on which a color filter array is formed, a thin film transistor substrate on which a thin film transistor array is formed, and a liquid crystal layer between the color filter substrate and the thin film transistor substrate. And a polarizing plate attached to the outer surface of the color filter substrate and the thin film transistor substrate, respectively. The display panel 10 displays an image through a pixel matrix in which a plurality of pixels are arranged. Each pixel realizes a desired color by using a combination of red, green, and blue sub-pixels that adjust light transmittance by varying liquid crystal arrays according to data signals. Each subpixel includes a thin film transistor TFT connected to a gate line GL and a data line DL, a liquid crystal capacitor Clc connected in parallel with the thin film transistor TFT, and a storage capacitor Cst. The liquid crystal capacitor Clc charges the data signal supplied to the pixel electrode through the thin film transistor TFT and the difference voltage between the common voltage Vcom supplied to the common electrode and drives the liquid crystal according to the charged voltage to thereby transmit light. Adjust. The storage capacitor Cst keeps the voltage charged in the liquid crystal capacitor Clc stable.

타이밍 컨트롤러(11)는 외부의 호스트 시스템(미도시)으로부터 입력된 영상 데이터를 신호 처리하여 데이터 드라이버(12)로 공급한다. 예를 들면, 타이밍 컨트롤러(11)는 액정의 응답 속도를 향상시키기 위하여 인접 프레임간의 데이터 차에 따라 오버슈트(Overshoot) 값 또는 언더슈트(Undershoot) 값을 부가하는 오버 드라이빙 구동으로 데이터를 보정하여 출력할 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러(11)는 호스트 시스템(미도시)으로부터 입력된 다수의 동기 신호, 즉 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 이네이블 신호, 도트 클럭을 이용하여 데이터 드라이버(12)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호와, 게이트 드라이버(13)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하여 데이터 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(13)로 데이터 제어 신호 및 게이트 제어 신호를 각각 출력한다. 데이터 제어 신호는 데이터 신호의 래치를 제어하는 소스 스타트 펄스 및 소스 샘플링 클럭과, 데이터 신호의 극성을 제어하는 극성 제어 신호와, 데이터 신호의 출력 기간을 제어하는 소스 출력 이네이블 신호 등을 포함한다. 게이트 제어 신호는 게이트 신호의 스캐닝을 제어하는 게이트 스타트 펄스 및 게이트 쉬프트 클럭과, 게이트 신호의 출력 기간을 제어하는 게이트 출력 이네이블 신호 등을 포함한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(11)는 동기 신호(수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync)) 또는 게이트 출력 이네이블 신호(GOE)를 터치 컨트롤러(20)로 출력한다. The timing controller 11 processes image data input from an external host system (not shown) and supplies the same to the data driver 12. For example, the timing controller 11 corrects and outputs data by overdriving driving to add an overshoot value or an undershoot value according to the data difference between adjacent frames in order to improve the response speed of the liquid crystal. can do. In addition, the timing controller 11 uses a plurality of synchronization signals input from a host system (not shown), that is, a data driver (eg, a vertical synchronization signal Vsync, a horizontal synchronization signal Hsync, a data enable signal, and a dot clock). A data control signal for controlling the driving timing of the control unit 12 and a gate control signal for controlling the driving timing of the gate driver 13 are generated to transmit the data control signal and the gate control signal to the data driver 12 and the gate driver 13. Print each one. The data control signal includes a source start pulse and a source sampling clock for controlling the latch of the data signal, a polarity control signal for controlling the polarity of the data signal, a source output enable signal for controlling the output period of the data signal, and the like. The gate control signal includes a gate start pulse and a gate shift clock for controlling the scanning of the gate signal, a gate output enable signal for controlling the output period of the gate signal, and the like. The timing controller 11 also outputs a synchronization signal (vertical synchronization signal Vsync, horizontal synchronization signal Hsync) or a gate output enable signal GOE to the touch controller 20.

게이트 드라이버(13)는 타이밍 컨트롤러(11)로부터의 게이트 제어 신호에 응답하여 액정 패널(10)의 박막 트랜지스터 어레이에 형성된 다수의 게이트 라인(GL)을 순차 구동한다. 게이트 드라이버(13)는 도 3과 같이 각 게이트 라인(GL)의 해당 스캔 기간마다 게이트 온 전압의 스캔 펄스를 공급하고, 다른 게이트 라인(GL)이 구동되는 나머지 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 여기서, 게이트 온 전압이 공급되는 스캔 펄스 폭은 타이밍 컨트롤러(11)로부터의 게이트 출력 이네이블 신호(GOE)에 의해 제어된다.The gate driver 13 sequentially drives a plurality of gate lines GL formed in the thin film transistor array of the liquid crystal panel 10 in response to a gate control signal from the timing controller 11. As shown in FIG. 3, the gate driver 13 supplies a scan pulse of a gate-on voltage for each scan period of each gate line GL, and supplies a gate-off voltage in the remaining period of driving the other gate line GL. Here, the scan pulse width supplied with the gate on voltage is controlled by the gate output enable signal GOE from the timing controller 11.

데이터 드라이버(12)는 타이밍 컨트롤러(11)로부터의 데이터 제어 신호에 응답하여 표시 패널(10)의 박막 트랜지스터 어레이에 형성된 다수의 데이터 라인(DL)에 데이터 신호를 공급한다. 데이터 드라이버(12)는 입력 디지털 데이터를 감마 전압을 이용하여 정극성/부극성 아날로그 데이터 신호로 변환하여 각 게이트 라인(GL)이 구동될 때마다 데이터 신호를 데이터 라인(DL)으로 공급한다.The data driver 12 supplies a data signal to a plurality of data lines DL formed in the thin film transistor array of the display panel 10 in response to a data control signal from the timing controller 11. The data driver 12 converts input digital data into a positive / negative analog data signal using a gamma voltage, and supplies a data signal to the data line DL each time the gate line GL is driven.

터치 센서(14)는 인체나 스타일러스와 같은 도전체가 터치할 때 소량의 전하가 터치점으로 이동하여 발생되는 커패시턴스의 변화를 감지하여 터치를 인식하는 커패시티브 타입의 터치 센서를 이용한다. 터치 센서(14)는 표시 패널(10) 상에 부착되거나, 표시 패널(10)의 화소 어레이 내에 내장될 수 있다. 커패시티브 타입의 터치 센서(14)는 도 2와 같이 로우 방향으로 배치된 다수의 제1 센싱 전극(15)과, 컬럼 방향으로 배치된 다수의 제2 센싱 전극(16)을 구비한다. 각 로우 방향으로 배치된 제1 센싱 전극들(15)은 서로 전기적으로 연결되고, 각 컬럼 방향으로 배치된 제2 센싱 전극들(16)은 서로 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2 센싱 전극(15, 16) 각각은 주로 마름모형으로 형성되며, 다른 여러가지 모양으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 센싱 전극(15, 16)은 터치 컨트롤러(20)에 의해 구동되며, 터치 센서(14)를 터치하는 전도성 터치 물체와 커패시터를 형성하여 커패시턴스를 변화시킴으로써 터치 여부를 나타내는 신호를 출력한다.The touch sensor 14 uses a capacitive type touch sensor that senses a touch by detecting a change in capacitance generated when a small amount of charge moves to a touch point when a human body or a conductor such as a stylus touches the touch point. The touch sensor 14 may be attached on the display panel 10 or embedded in the pixel array of the display panel 10. The capacitive touch sensor 14 includes a plurality of first sensing electrodes 15 arranged in a row direction and a plurality of second sensing electrodes 16 arranged in a column direction as shown in FIG. 2. The first sensing electrodes 15 arranged in each row direction are electrically connected to each other, and the second sensing electrodes 16 arranged in each column direction are electrically connected to each other. Each of the first and second sensing electrodes 15 and 16 is mainly formed in a rhombus shape and may be formed in various other shapes. The first and second sensing electrodes 15 and 16 are driven by the touch controller 20 and form a conductive touch object and a capacitor that touch the touch sensor 14 to change a capacitance to output a signal indicating whether or not the touch is performed. do.

터치 컨트롤러(20)는 터치 센서(14)에 구동 신호를 공급함과 아울러 터치 센서(14)로부터의 출력 신호를 통해 터치를 감지하여 센싱 데이터를 발생하고, 센싱 데이터로부터 터치 좌표를 산출하여 호스트 시스템(미도시) 공급한다. 또한, 터치 컨트롤러(20)는 타이밍 컨트롤러(11)로부터 입력되는 동기 신호(Vsync, Hsync) 또는 게이트 이네이블 신호(GOE)를 이용하여 표시 패널(10)로부터 노이즈가 작게 발생되는 구간, 즉 비노이즈 구간을 검출하고, 검출된 비노이즈 구간에 터치 센서(14)를 구동한다. 이와 달리, 터치 컨트롤러(20)는 터치 센서(14)의 출력 신호를 이용하여 비노이즈 구간을 검출하고, 검출된 비노이즈 구간에 터치 센서(14)를 구동할 수도 있다. 노이즈 구간 및 비노이즈 구간은 터치 패널(10)의 해상도 및 동작 온도 등에 따라 가변될 수 있다.The touch controller 20 supplies a driving signal to the touch sensor 14, senses a touch through an output signal from the touch sensor 14, generates sensing data, and calculates touch coordinates from the sensing data to generate a host system ( Not shown). In addition, the touch controller 20 uses a synchronization signal Vsync or Hsync or a gate enable signal GOE input from the timing controller 11 to generate a low noise, ie, no noise, from the display panel 10. The section is detected, and the touch sensor 14 is driven in the detected non-noise section. Alternatively, the touch controller 20 may detect the non-noise period using the output signal of the touch sensor 14 and drive the touch sensor 14 in the detected non-noise period. The noise section and the non-noise section may vary according to the resolution and operating temperature of the touch panel 10.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 표시 패널(10)에서는 게이트 온 전압에 의해 박막 트랜지스터가 턴-온되는 구간 중 박막 트랜지스터를 통한 각 화소의 충방전 시간에 주로 노이즈가 발생됨을 알 수 있다. 3 to 5, it can be seen that in the display panel 10, noise is mainly generated during charge / discharge time of each pixel through the thin film transistor during a section where the thin film transistor is turned on by the gate-on voltage.

도 3을 참조하면, 표시 패널(10)의 각 박막 트랜지스터는 게이트 온 전압의 게이트 펄스(GP)에 응답하여 공통 전압(Vcom)을 기준으로 한 정극성 데이터 신호(PDS)와 부극성 데이터 신호(NDS)를 1 수직 동기 기간(1V)마다 교번적으로 각 화소에 공급한다.Referring to FIG. 3, each thin film transistor of the display panel 10 includes a positive data signal PDS and a negative data signal based on a common voltage Vcom in response to a gate pulse GP of a gate-on voltage. NDS) is supplied to each pixel alternately every one vertical synchronization period (1V).

도 4를 참조하면, 게이트 펄스(GP)의 턴-온 구간 중 데이터 신호의 충방전 시간(라이징 및 폴링 시간)마다 노이즈 성분이 주기적으로 발생함을 알 수 있다. 따라서, 본원 발명에서는 표시 패널(10)의 주기적인 노이즈를 감지하여 노이즈 발생 구간을 제외한 비노이즈 구간에 터치 센서를 구동함으로써 노이즈 영향을 감소시킬 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that a noise component is periodically generated during the charge / discharge time (rising and polling time) of the data signal during the turn-on period of the gate pulse GP. Therefore, in the present invention, the influence of noise may be reduced by sensing the periodic noise of the display panel 10 and driving the touch sensor in the non-noise period except the noise generation period.

도 5를 참조하면, 터치 컨트롤러(20)는 타이밍 컨트롤러(11)로부터의 수직 동기 신호(Vsync) 및 수평 동기 신호(Hsync)를 이용하여 전술한 주기적인 노이즈 구간을 감지하고, 그 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에서 터치 센서를 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다. Referring to FIG. 5, the touch controller 20 senses the aforementioned periodic noise sections by using the vertical sync signal Vsync and the horizontal sync signal Hsync from the timing controller 11, and excludes the noise sections. A driving signal for driving the touch sensor is generated in the non-noise period.

이와 달리, 터치 컨트롤러(20)는 타이밍 컨트롤러(11)로부터의 게이트 출력 이네이블 신호(GOE)를 이용하여 주기적인 노이즈 구간을 감지하거나, 터치 센서(14)의 출력 신호를 이용하여 주기적인 노이즈 구간을 감지하여, 그 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에 터치 센서(14)를 구동할 수 있다.In contrast, the touch controller 20 detects a periodic noise section using the gate output enable signal GOE from the timing controller 11, or uses the output signal of the touch sensor 14 to detect the periodic noise section. The touch sensor 14 may be driven in a non-noise period except for the noise period.

도 6은 도 1에 나타낸 터치 컨트롤러(20)의 한 실시예를 나타낸 내부 블록도이다.FIG. 6 is an internal block diagram illustrating an embodiment of the touch controller 20 shown in FIG. 1.

도 6에 나타낸 터치 컨트롤러(20)는 리드아웃 회로(22), 동기 신호 입력부(24), 노이즈 판단부(26), 신호 프로세서(28)를 구비한다.The touch controller 20 shown in FIG. 6 includes a readout circuit 22, a synchronization signal input unit 24, a noise determiner 26, and a signal processor 28.

리드아웃 회로(22)는 도 1의 터치 센서(14)로부터의 출력 신호를 이용하여 센싱 데이터 신호를 생성한다. 리드아웃 회로(22)는 터치 센서(14)의 출력 신호를 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 터치 여부를 나타내는 센싱 신호를 생성하고, 그 센싱 신호를 디지털 센싱 데이터로 변환하여 출력한다.The readout circuit 22 generates a sensing data signal using the output signal from the touch sensor 14 of FIG. 1. The readout circuit 22 compares the output signal of the touch sensor 14 with a preset reference voltage to generate a sensing signal indicating whether a touch is present, and converts the sensing signal into digital sensing data and outputs the sensing signal.

동기 신호 입력부(24)는 도 1의 타이밍 컨트롤러(11)로부터의 수직 동기 신호(Vsync) 및 수평 동기 신호(Hsync) 또는 게이트 이네이블 신호(GOE)를 입력하여 노이즈 구간 판단부(16)로 출력한다.The synchronization signal input unit 24 inputs the vertical synchronization signal Vsync and the horizontal synchronization signal Hsync or the gate enable signal GOE from the timing controller 11 of FIG. 1 and outputs the same to the noise section determination unit 16. do.

노이즈 판단부(26)는 동기 신호 입력부(24)로부터의 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 게이트 이네이블 신호(GOE) 중 적어도 하나를 카운트하여 전술한 바와 같이 주기적으로 노이즈가 발생되는 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력한다. 여기서, 노이즈 판단부(26)의 카운트값, 즉 노이즈 구간 및 비노이즈 구간은 표시 패널(10)의 해상도 및 동작 온도 등에 따라 가변될 수 있다.The noise determining unit 26 counts at least one of the vertical synchronizing signal Vsync, the horizontal synchronizing signal Hsync, and the gate enable signal GOE from the synchronizing signal input unit 24, and periodically removes the noise as described above. A noise determination signal indicative of the generated section and the non-noise section is output. Here, the count value of the noise determiner 26, that is, the noise section and the non-noise section, may vary according to the resolution and the operating temperature of the display panel 10.

신호 프로세서(28)는 노이즈 판단부(26)로부터의 노이즈 판단 신호를 이용하여 비노이즈 구간에 터치 센서(14)를 구동한다. 또한, 신호 프로세서(28)는 리드아웃 회로(22)로부터의 센싱 데이터를 조합하여 터치 좌표값을 생성하여 호스트 시스템으로 출력한다.The signal processor 28 drives the touch sensor 14 in the non-noise period by using the noise determination signal from the noise determination unit 26. In addition, the signal processor 28 generates a touch coordinate value by combining the sensing data from the readout circuit 22 and outputs the touch coordinate value to the host system.

도 7은 도 1에 나타낸 터치 컨트롤러(20)의 한 실시예를 나타낸 내부 블록도이다.FIG. 7 is an internal block diagram illustrating an embodiment of the touch controller 20 shown in FIG. 1.

도 7에 나타낸 터치 컨트롤러(20)는 리드아웃 회로(32), 노이즈 필터(34), 노이즈 판단부(36), 신호 프로세서(38)를 구비한다.The touch controller 20 shown in FIG. 7 includes a readout circuit 32, a noise filter 34, a noise determiner 36, and a signal processor 38.

리드아웃 회로(32)는 도 1의 터치 센서(14)로부터의 출력 신호를 이용하여 센싱 데이터 신호를 생성한다. 리드아웃 회로(22)는 터치 센서(14)의 출력 신호를 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 터치 여부를 나타내는 센싱 신호를 생성하고, 그 센싱 신호를 디지털 센싱 데이터로 변환하여 출력한다.The readout circuit 32 generates a sensing data signal using the output signal from the touch sensor 14 of FIG. 1. The readout circuit 22 compares the output signal of the touch sensor 14 with a preset reference voltage to generate a sensing signal indicating whether a touch is present, and converts the sensing signal into digital sensing data and outputs the sensing signal.

노이즈 필터(34)는 리드아웃 회로(32)로부터의 센싱 데이터에 포함된 노이즈 성분을 검출하여 노이즈 검출 신호를 출력한다. The noise filter 34 detects a noise component included in the sensing data from the readout circuit 32 and outputs a noise detection signal.

노이즈 판단부(36)는 타이밍 컨트롤러(11)로부터의 동기 신호(Vsync, Hsync)를이용하여 노이즈 필터(34)로부터의 노이즈 검출 신호가 주기적으로 발생되는 주기적인 노이즈인지를 판단하고, 상기 동기 신호(Vsync, Hsync)에 동기하여 발생되는 주기적인 노이즈 신호로 판단되는 경우 주기적으로 노이즈가 발생되는 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력한다.The noise determiner 36 determines whether the noise detection signal from the noise filter 34 is periodic noise by using the synchronization signals Vsync and Hsync from the timing controller 11, and then determines the synchronization signal. When it is determined that the periodic noise signal is generated in synchronization with (Vsync, Hsync), a noise determination signal indicating a section in which the noise is periodically generated is output.

신호 프로세서(28)는 노이즈 판단부(26)로부터의 노이즈 판단 신호를 이용하여 비노이즈 구간에 터치 센서(14)를 구동한다. 또한, 신호 프로세서(28)는 리드아웃 회로(22)로부터의 센싱 데이터를 조합하여 터치 좌표값을 생성하여 호스트 시스템으로 출력한다.The signal processor 28 drives the touch sensor 14 in the non-noise period by using the noise determination signal from the noise determination unit 26. In addition, the signal processor 28 generates a touch coordinate value by combining the sensing data from the readout circuit 22 and outputs the touch coordinate value to the host system.

도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.8 is a block diagram schematically illustrating a driving device of a display device having a touch sensor according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 8에 나타낸 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 장치는 터치 센서(14)를 구동하는 터치 컨트롤러(40)와, 표시 패널(10)을 구동하는 데이터 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(13)와, 데이터 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(13)를 포함한 패널 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러(11)와, 표시 패널(10)에 공통 전압(Vcom)을 공급하는 공통 전압 발생부(50)를 구비한다. 여기서, 터치 컨트롤러(20)는 타이밍 컨트롤러(11)에 내장되어 하나의 집적 회로로 집적화될 수 있다.The driving device of the display device having the touch sensor shown in FIG. 8 includes a touch controller 40 driving the touch sensor 14, a data driver 12 and a gate driver 13 driving the display panel 10, A timing controller 11 for controlling the panel driver including the data driver 12 and the gate driver 13 and a common voltage generator 50 for supplying the common voltage Vcom to the display panel 10 are provided. Here, the touch controller 20 may be embedded in the timing controller 11 and integrated into one integrated circuit.

도 8에 나타낸 터치 센서를 갖는 표시 장치는 도 1에 나타낸 터치 센서를 갖는 표시 장치와 대비하여, 터치 컨트롤러(40)가 표시 패널(10)로부터 공통 전압 발생부(50)를 경유하여 피드백되는 공통 전압 신호를 이용하여 노이즈 구간을 판단한다는 점에서만 차이가 있으므로, 중복된 구성 요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다.In the display device having the touch sensor shown in FIG. 8, the touch controller 40 is fed back from the display panel 10 via the common voltage generator 50 in contrast to the display device having the touch sensor shown in FIG. 1. Since there is a difference only in determining the noise section using the voltage signal, a description of the overlapping components will be omitted.

공통 전압 발생부(50)는 공통 전압(Vcom)을 생성하여 표시 패널(10)의 공통 전극에 공급한다. 이때, 공통 전압 발생부(50)는 도 9와 같이 표시 패널(10)의 공통 전극으로부터 피드백되는 공통 전압(Vcom) 신호를 이용하여 공통 전압(Vcom)를 보상하여 출력한다. 도 9를 참조하면, 표시 패널(10) 상에서는 데이터 라인에 정극성 데이터 신호 및 부극성 데이터 신호가 공급될 때마다 공통 전압(Vcom)이 데이터 신호를 따라 정극성 또는 부극성 쪽으로 흔들리는 리플 성분이 발생된다. 이러한 공통 전압(Vcom)의 리플 성분은 터치 센서(14)에 노이즈 성분으로 영향을 주게 된다.The common voltage generator 50 generates a common voltage Vcom and supplies it to the common electrode of the display panel 10. In this case, the common voltage generator 50 compensates and outputs the common voltage Vcom using the common voltage Vcom signal fed back from the common electrode of the display panel 10 as shown in FIG. 9. Referring to FIG. 9, whenever the positive data signal and the negative data signal are supplied to the data line on the display panel 10, a ripple component in which the common voltage Vcom is shaken toward the positive or negative polarity along the data signal is generated. do. The ripple component of the common voltage Vcom affects the touch sensor 14 as a noise component.

터치 컨트롤러(40)는 터치 센서(14)에 구동 신호를 공급함과 아울러 터치 센서(14)로부터의 출력 신호를 통해 터치를 감지하여 센싱 데이터를 발생하고, 센싱 데이터로부터 터치 좌표를 산출하여 호스트 시스템(미도시) 공급한다. 터치 컨트롤러(40)는 공통 전압 발생부(50)로부터 피드백되는 공통 전압(Vcom)을 이용하여 리플 성분이 발생되는 구간을 노이즈 구간으로 판단하고, 그 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에서 터치 센서(14)를 구동한다. The touch controller 40 supplies a driving signal to the touch sensor 14, senses a touch through an output signal from the touch sensor 14, generates sensing data, and calculates touch coordinates from the sensing data to generate a host system ( Not shown). The touch controller 40 determines a section in which a ripple component is generated as a noise section by using the common voltage Vcom fed back from the common voltage generator 50, and the touch sensor 14 in a non-noise section except the noise section. ).

이를 위하여, 터치 컨트롤러(40)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 리드아웃 회로(42), 노이즈 판단부(44), 신호 프로세서(48)를 구비한다.To this end, the touch controller 40 includes a readout circuit 42, a noise determiner 44, and a signal processor 48, as shown in FIG. 10.

리드아웃 회로(42)는 도 8의 터치 센서(14)로부터의 출력 신호를 이용하여 센싱 데이터 신호를 생성한다. 리드아웃 회로(42)는 터치 센서(14)의 출력 신호를 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 터치 여부를 나타내는 센싱 신호를 생성하고, 그 센싱 신호를 디지털 센싱 데이터로 변환하여 출력한다.The readout circuit 42 generates a sensing data signal using the output signal from the touch sensor 14 of FIG. 8. The readout circuit 42 compares the output signal of the touch sensor 14 with a preset reference voltage to generate a sensing signal indicating whether a touch is present, and converts the sensing signal into digital sensing data and outputs the sensing signal.

노이즈 판단부(44)는 도 9와 같이 공통 전압 발생부(50)로부터 피드백되는 공통 전압(Vcom)의 리플 성분, 즉 노이즈 성분을 검출하고, 그 노이즈 성분이 발생되는 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력한다.The noise determiner 44 detects a ripple component, that is, a noise component, of the common voltage Vcom fed back from the common voltage generator 50 as shown in FIG. 9, and indicates a noise determination signal indicating a section in which the noise component is generated. Outputs

신호 프로세서(28)는 노이즈 판단부(26)로부터의 노이즈 판단 신호를 이용하여 비노이즈 구간에 터치 센서(14)를 구동한다. 또한, 신호 프로세서(28)는 리드아웃 회로(22)로부터의 센싱 데이터를 조합하여 터치 좌표값을 생성하여 호스트 시스템으로 출력한다.The signal processor 28 drives the touch sensor 14 in the non-noise period by using the noise determination signal from the noise determination unit 26. In addition, the signal processor 28 generates a touch coordinate value by combining the sensing data from the readout circuit 22 and outputs the touch coordinate value to the host system.

도 11a 및 도 11b는 종래의 터치 컨트롤러와, 본원 발명의 터치 컨트롤러의 리드아웃 회로에서 출력되는 센싱 데이터의 신호 레벨과 노이즈 레벨을 비교하여 나타낸 도면이다.11A and 11B are diagrams illustrating a signal level and a noise level of sensing data output from a conventional touch controller and a readout circuit of the touch controller of the present invention.

도 11a를 참조하면, 종래의 터치 컨트롤러의 리드아웃 회로에서 출력되는 센싱 데이터는, 신호 레벨의 평균값은 829인 반면에, 노이즈 레벨의 최대치가 79이고 노이즈 레벨 대부분이 높게 위치함으로써 신호 대 노이즈 비율(Signal to Noise Ratio; 이하 SNR)이 낮고, 이에 따라 센싱 감도가 낮음을 알 수 있다.Referring to FIG. 11A, the sensing data output from the readout circuit of the conventional touch controller has an average value of 829, while the maximum value of the noise level is 79 and most of the noise level is positioned so that the signal-to-noise ratio ( Signal to Noise Ratio (hereinafter referred to as SNR) is low, and thus sensing sensitivity is low.

반면에, 도 11b를 참조하면, 표시 패널의 비노이즈 구간에 터치 센서를 구동하는 방법을 적용한 본원 발명의 터치 컨트롤러의 리드아웃 회로에서 출력되는 센싱 데이터는, 신호 레벨의 평균값이 996이고, 노이즈 레벨의 최대치가 17이며, 노이즈 레벨 대부분이 낮게 위치함으로써 SNR이 종래보다 높고, 이에 따라 센싱 감도가 증가함을 알 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 11B, the sensing data output from the readout circuit of the touch controller of the touch controller according to the present invention to which the touch sensor is driven in the non-noise period of the display panel has a mean value of 996 and a noise level. It can be seen that the maximum value of is 17 and most of the noise level is lower, so that the SNR is higher than that of the related art, and thus the sensing sensitivity is increased.

아래의 표 1은 종래의 터치 컨트롤러와, 본원 발명의 터치 컨트롤러의 리드아웃 회로에서 출력되는 센싱 데이터의 평균 출력값을, 액정 표시 장치의 인버전 방법에 따라 구분하여 나타낸 것이다.Table 1 below shows the average output values of the conventional touch controller and the sensing data output from the readout circuit of the touch controller of the present invention according to the inversion method of the liquid crystal display.


인버전 타입Inversion type 리드아웃 회로의 평균 출력 데이터Average Output Data of Lead-Out Circuit
신호 레벨Signal level 노이즈 레벨Noise level SNRSNR 종래
Conventional
컬럼 인버전Column inversion 65.665.6 2424 2.732.73
도트 인버전Dot inversion 44.744.7 2525 1.791.79 본원 발명
Invention
컬럼 인버전Column inversion 62.362.3 5.35.3 11.7511.75
도트 인버전Dot inversion 44.544.5 4.74.7 9.479.47

상기 표 1을 참조하면, 표시 패널이 컬럼 인버전 또는 도트 인버전 방식으로 구동되는 경우, 종래의 터치 컨트롤러에서 리드아웃 회로로부터 출력되는 평균 데이터의 신호 레벨 대 노이즈 레벨의 비율(SNR)이 상대적으로 작아서 센싱 감도가 낮은 반면에, 본원 발명의 리드아웃 회로로부터 출력되는 평균 데이터의 신호 레벨 대 노이즈 레벨의 비율(SNR)이 높음으로써 센싱 감도가 높음을 알 수 있다.Referring to Table 1, when the display panel is driven in a column inversion or dot inversion scheme, the ratio (SNR) of the signal level to the noise level of the average data output from the readout circuit in the conventional touch controller is relatively. While the sensing sensitivity is small, the sensing sensitivity is high because the ratio (SNR) of the signal level to the noise level of the average data output from the readout circuit of the present invention is high.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.

10: 표시 패널 11: 타이밍 컨트롤러
12: 데이터 드라이버 13: 게이트 드라이버
14: 터치 센서 20, 40: 터치 컨트롤러
22, 32, 42: 리드아웃 회로 24: 동기 신호 입력부
26, 36, 44: 노이즈 판단부 28, 38, 48: 신호 프로세서
34: 노이즈 필터 50: 공통 전압 발생부
10: display panel 11: timing controller
12: data driver 13: gate driver
14: touch sensor 20, 40: touch controller
22, 32, 42: readout circuit 24: synchronization signal input section
26, 36, 44: noise determining unit 28, 38, 48: signal processor
34: noise filter 50: common voltage generator

Claims (13)

표시 패널과;
상기 표시 패널을 구동하는 패널 구동부와;
상기 패널 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와;
상기 표시 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서와;
상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 적어도 하나의 동기 신호를 이용하여 상기 표시 패널에서 노이즈가 주기적으로 발생되는 구간을 제외한 비노이즈 구간에서 상기 터치 센서를 구동하고, 상기 터치 센서의 출력 신호로부터 터치 좌표값을 산출하여 출력하는 터치 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치.
A display panel;
A panel driver which drives the display panel;
A timing controller controlling driving timing of the panel driver;
A touch sensor attached to or integrated with the display panel;
The touch sensor is driven in a non-noise section except for a section in which noise is periodically generated in the display panel using at least one sync signal output from the timing controller, and calculates touch coordinate values from an output signal of the touch sensor. And a touch controller for outputting the same.
청구항 1에 있어서,
상기 터치 컨트롤러는
상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하여 출력하는 리드아웃 회로와;
상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 게이트 출력 이네이블 신호 중 적어도 하나를 입력하여 출력하는 동기 신호 입력부와;
상기 동기 신호 입력부로부터 출력되는 동기 신호를 카운트하여 그 동기 신호를 기준으로 상기 노이즈가 주기적으로 발생되는 구간을 검출하여 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 노이즈 판단부와;
상기 리드아웃 회로로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 상기 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 노이즈 판단부로부터의 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 신호 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치.
The method according to claim 1,
The touch controller
A readout circuit for generating and outputting sensing data from an output signal of the touch sensor;
A synchronization signal input unit configured to input and output at least one of a vertical synchronization signal, a horizontal synchronization signal, and a gate output enable signal output from the timing controller;
A noise determination unit which counts the synchronization signal output from the synchronization signal input unit, detects a section in which the noise is periodically generated based on the synchronization signal, and outputs a noise determination signal indicating a noise section and a non-noise section;
A signal that calculates and outputs the touch coordinate value by using the sensing data output from the readout circuit and drives the touch sensor for each periodic non-noise period based on a noise determination signal from the noise determination unit. A display device having a touch sensor, characterized by comprising a processor.
표시 패널과;
상기 표시 패널을 구동하는 패널 구동부와;
상기 패널 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와;
상기 표시 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서와;
상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하고, 그 센싱 데이터로부터 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 센싱 데이터에 포함된 노이즈 성분에 기초하여 주기적인 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에 상기 터치 센서를 구동하는 터치 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치.
A display panel;
A panel driver which drives the display panel;
A timing controller controlling driving timing of the panel driver;
A touch sensor attached to or integrated with the display panel;
The sensing data is generated from the output signal of the touch sensor, the touch coordinate value is calculated and output from the sensing data, and the non-noise interval is excluded based on the noise component included in the sensing data. And a touch controller for driving the touch sensor.
청구항 1에 있어서,
상기 터치 컨트롤러는
상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하여 출력하는 리드아웃 회로와;
상기 리드아웃 회로로부터 출력되는 센싱 데이터에 포함된 노이즈 성분을 검출하여 노이즈 검출 신호를 출력하는 노이즈 필터와;
상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 적어도 하나의 동기 신호를 이용하여, 상기 노이즈 필터로부터 출력되는 노이즈 검출 신호가 주기적인지를 판단하고, 주기적인 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 노이즈 판단부와;
상기 리드아웃 회로로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 상기 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 노이즈 판단부로부터의 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 신호 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치.
The method according to claim 1,
The touch controller
A readout circuit for generating and outputting sensing data from an output signal of the touch sensor;
A noise filter which detects a noise component included in sensing data output from the readout circuit and outputs a noise detection signal;
Noise determination that determines whether the noise detection signal output from the noise filter is periodic by using at least one synchronization signal output from the timing controller, and outputs a noise determination signal indicative of a periodic noise section and a non-noise section. Wealth;
A signal that calculates and outputs the touch coordinate value by using the sensing data output from the readout circuit and drives the touch sensor for each periodic non-noise period based on a noise determination signal from the noise determination unit. A display device having a touch sensor, characterized by comprising a processor.
표시 패널과;
상기 표시 패널을 구동하는 패널 구동부와;
공통 전압을 생성하여 상기 표시 패널로 공급하는 공통 전압 발생부와;
상기 패널 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와;
상기 표시 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서와;
상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하고, 그 센싱 데이터로부터 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 표시 패널로부터 상기 공통 전압 발생부를 경유하여 피드백되는 공통 전압의 노이즈 성분에 기초하여 주기적인 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에 상기 터치 센서를 구동하는 터치 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치.
A display panel;
A panel driver which drives the display panel;
A common voltage generator configured to generate a common voltage and supply the common voltage to the display panel;
A timing controller controlling driving timing of the panel driver;
A touch sensor attached to or integrated with the display panel;
Sensing data is generated from an output signal of the touch sensor, a touch coordinate value is calculated and output from the sensing data, and a period is based on a noise component of a common voltage fed back from the display panel via the common voltage generator. And a touch controller for driving the touch sensor in a non-noise period except for a noise period.
청구항 1에 있어서,
상기 터치 컨트롤러는
상기 터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하여 출력하는 리드아웃 회로와;
상기 공통 전압 발생부로부터 피드백되는 공통 전압으로부터 노이즈 성분을 검출하고, 그 노이즈 검출 신호에 따라 주기적인 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 노이즈 판단부와;
상기 리드아웃 회로로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 상기 터치 좌표값을 산출하여 출력함과 아울러, 상기 노이즈 판단부로부터의 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 신호 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치.
The method according to claim 1,
The touch controller
A readout circuit for generating and outputting sensing data from an output signal of the touch sensor;
A noise determining unit detecting a noise component from the common voltage fed back from the common voltage generating unit, and outputting a noise determination signal indicating a periodic noise section and a non-noise section according to the noise detection signal;
A signal that calculates and outputs the touch coordinate value by using the sensing data output from the readout circuit and drives the touch sensor for each periodic non-noise period based on a noise determination signal from the noise determination unit. A display device having a touch sensor, characterized by comprising a processor.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기적인 노이즈 구간은 상기 표시 패널의 해상도 또는 동작 온도에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치.
The method according to any one of claims 1 to 6,
The periodic noise section may vary according to a resolution or an operating temperature of the display panel.
표시 패널을 구동하는 단계와;
상기 표시 패널의 구동 타이밍을 제어하는 적어도 하나의 동기 신호를 이용하여 상기 표시 패널에서 노이즈가 주기적으로 발생되는 구간을 제외한 비노이즈 구간에서 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 방법.
Driving the display panel;
And driving the touch sensor in a non-noise period except for a period in which noise is periodically generated in the display panel by using at least one synchronization signal to control driving timing of the display panel. A method of driving a display device having a.
청구항 8에 있어서,
상기 터치 센서를 구동하는 단계는
상기 표시 패널의 구동 타이밍을 제어하기 위한 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 게이트 출력 이네이블 신호 중 적어도 하나의 동기 신호를 입력하는 단계와;
상기 적어도 하나의 동기 신호를 카운트하여 그 동기 신호를 기준으로 상기 노이즈가 주기적으로 발생되는 구간을 검출하여 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 단계와;
상기 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 방법.
The method according to claim 8,
Driving the touch sensor
Inputting at least one synchronization signal among a vertical synchronization signal, a horizontal synchronization signal, and a gate output enable signal for controlling driving timing of the display panel;
Counting the at least one sync signal, detecting a section in which the noise is periodically generated based on the sync signal, and outputting a noise determination signal indicating a noise section and a non-noise section;
And driving the touch sensor at every periodic non-noise period based on the noise determination signal.
표시 패널을 구동하는 단계와;
터치 센서의 출력 신호로부터 센싱 데이터를 생성하고, 그 센싱 데이터에 포함된 노이즈 성분에 기초하여 주기적인 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 방법.
Driving the display panel;
Generating a sensing data from an output signal of the touch sensor, and driving the touch sensor in a non-noise section except for a periodic noise section based on a noise component included in the sensing data. The driving method of the display device.
청구항 10에 있어서,
상기 터치 센서를 구동하는 단계는
상기 센싱 데이터에 포함된 노이즈 성분을 검출하여 노이즈 검출 신호를 출력하는 단계와;
상기 표시 패널의 구동 타이밍을 제어하기 위한 적어도 하나의 동기 신호를 이용하여, 상기 노이즈 검출 신호가 주기적인지를 판단하고, 주기적인 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 단계와;
상기 노이즈 판단부로부터의 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 방법.
The method according to claim 10,
Driving the touch sensor
Outputting a noise detection signal by detecting a noise component included in the sensing data;
Determining whether the noise detection signal is periodic by using at least one synchronization signal for controlling the driving timing of the display panel, and outputting a noise determination signal indicating a periodic noise period and a non-noise period;
And driving the touch sensor at every periodic non-noise period based on the noise determination signal from the noise determination unit.
표시 패널을 구동하는 단계와;
공통 전압을 생성하여 상기 표시 패널로 공급하는 단계와;
상기 표시 패널로부터 피드백되는 공통 전압의 노이즈 성분에 기초하여 주기적인 노이즈 구간을 제외한 비노이즈 구간에 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 방법.
Driving the display panel;
Generating a common voltage and supplying the common voltage to the display panel;
And driving the touch sensor in a non-noise period except a periodic noise period based on a noise component of a common voltage fed back from the display panel.
청구항 12에 있어서,
상기 터치 센서를 구동하는 단계는
상기 피드백되는 공통 전압으로부터 노이즈 성분을 검출하고, 그 노이즈 검출 신호에 따라 주기적인 노이즈 구간 및 비노이즈 구간을 지시하는 노이즈 판단 신호를 출력하는 단계와;
상기 노이즈 판단 신호에 기초하여 주기적인 상기 비노이즈 구간마다 상기 터치 센서를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 표시 장치의 구동 방법.
The method of claim 12,
Driving the touch sensor
Detecting a noise component from the fed back common voltage and outputting a noise determination signal indicative of a periodic noise section and a non-noise section according to the noise detection signal;
And driving the touch sensor at every periodic non-noise period based on the noise determination signal.
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